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CERNET第24届学术年会
选择字体:    吴伟农    发布时间:2001-01-01

美科学家研制出分子开关

  美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家发明了一种新型分子级 开关,使分子计算机研究又向前迈进一步。

  据新的一期美国《科学》杂志报道,这种分子开关只有头发丝那 么细,以一种叫套环烃的物质为基础制成。它包括衔接在一起的两个 小环,每个小环由原子连接而成。这两个小环以互锁的方式衔接,类 似于一小段链条。每个小环上都有两个叫作“识别位置”的结构,它 们能够相互发生电化学作用。

  现有的计算机基于二进位制,以晶体管的开和关状态来表示二进 制的0和1。分子开关则有特殊的开和关状态。当一个电脉冲通过套环 烃分子时,其中一个环失去一个电子并绕另一个环转动,这时分子开 关处于“开”状态。失去电子的环重新得到原来的电子,则使开关处 于“关”状态。套环烃开关能够反复被打开和关闭,且能在常温和固 态下工作。实现分子开关的“开”和“关”状态,相当于制造出了用 于电子计算机的最简单的逻辑门。逻辑门是现有计算机中央处理器工 作的基础。

  接下来,科学家们还需要研制出合适的导线,以将分子开关连接 起来,并通过整体设计将其开发成计算机元件。他们认为纳米碳管有 可能是理想的导线材料。

  领导该项研究的科学家詹姆斯·希斯认为,将来的分子芯片有可 能可以做到只有尘埃或沙粒那么大。由这种芯片制成的计算机有可能 被编织到衣服里。

  分子计算机运行所需的电力将比现有计算机大大减少,这将使它 的功效达到硅芯片计算机的百万倍。而且,分子计算机能够安全保存 大量数据,使用它的用户可不必进行文件删除工作以保持可用空间。 此外,分子计算机还有望免受碰撞、病毒和系统崩溃等故障的影响。

资料来源:http://www.bjkp.gov.cn

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